長城汽車鈣鈦礦電池重大突破，打響與比亞迪的“光伏之戰(zhàn)”

近日，無錫極電光能科技有限公司（下稱“極電光能”）宣布在大面積鈣鈦礦組件效率上取得了突破性進展。

圖片來源日本電氣安全環(huán)境研究所

據(jù)悉，極電光能制備的鈣鈦礦光伏組件，經(jīng)過全球權(quán)威測試機構(gòu)JET（日本電氣安全環(huán)境研究所）嚴格檢測，達到了20．5％的光電轉(zhuǎn)換效率，為目前全球范圍內(nèi)大面積鈣鈦礦組件效率的最高紀錄，對于光伏未來發(fā)展有著重要意義。

何為鈣鈦礦太陽能電池？

資料顯示，自太陽能電池被發(fā)明以來，大致經(jīng)過了三個階段。第一代太陽能電池主要指單晶硅和多晶硅太陽能電池，就是現(xiàn)在我們常見的太陽能電池；第二代太陽能電池主要包括非晶硅薄膜電池和多晶硅薄膜電池。第三代太陽能電池主要指具有高轉(zhuǎn)換效率的一些新概念電池， 如染料敏化電池、量子點電池以及有機太陽能電池等。

鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。

作為第三代太陽能電池，鈣鈦礦電池具有轉(zhuǎn)換效率上限高、成本低廉等優(yōu)勢。

轉(zhuǎn)換效率方面，目前效率最高的晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為24％左右，組件效率為21％左右。鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率在25％左右，組件最高效率就是極電光能的20．5％，兩者差距并不大。

而在成本方面，即便現(xiàn)在晶硅太陽能電池已進入平價時代，成本也比鈣鈦礦電池要高出許多。尤其是在硅料消耗上，鈣鈦礦電池的硅消耗量還不到晶硅電池的百分之一。如果鈣鈦礦電池已經(jīng)量產(chǎn)的話，完全不必擔心硅料供不應(yīng)求的問題。

鈣鈦礦電池的“阿喀琉斯之踵”

在擁有如此明顯優(yōu)勢的情況下，鈣鈦礦電池依然沒能撼動晶硅太陽能電池的地位，甚至并不為人熟知，自然其缺陷也是非常明顯。最為重要的兩點就是穩(wěn)定性差和無法大面積制備。

穩(wěn)定性方面，鈣鈦礦電池積極怕“濕”，在潮濕環(huán)境下容易分解，進而影響到其使用壽命。目前鈣鈦礦電池的壽命多在1000小時左右，而晶硅太陽能電池的工作壽命為20－25年，根本不可同日而語。太陽能電池板工作環(huán)境較為惡劣，鈣鈦礦電池不穩(wěn)定的缺點，對其發(fā)展存在極大的影響。

制備方面。在光伏持續(xù)降本增效的情況下，大尺寸組件已成為趨勢，182和210組件市場份額也在不斷提高。但鈣鈦礦電池的高效，只能體現(xiàn)在小尺寸上，一旦面積變大，其效率就會快速下降。

之所以會出現(xiàn)此種現(xiàn)象，主要是因為在晶體生長過程中，會出現(xiàn)密度不一，不夠整齊，相互間存在孔隙的情況，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換效率降低。

這兩點可以說是鈣鈦礦太陽能電池的“阿喀琉斯之踵”，導(dǎo)致其一直無法大規(guī)模量產(chǎn)，而我們看到關(guān)于鈣鈦礦電池的消息，基本都是某科研團隊取得了一定的進展，并非企業(yè)的量產(chǎn)進展。

鈣鈦礦電池進展

針對鈣鈦礦太陽能電池存在的問題，很多科研團隊都付出了極大的心血和時間，希望能讓其早日實現(xiàn)量產(chǎn)，助力光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。僅是2021年，就有很多科研團隊宣布了自身取得的成果。

今年一月，沖繩科學(xué)技術(shù)研究所（OIST）的戚亞冰研究團隊利用一種減少缺陷的新制造技術(shù)，制造出穩(wěn)定性和效率都有所提高的大面積鈣鈦礦光伏組件，不過其有效面積僅為12平方厘米。

近日，來自西北工業(yè)大學(xué)黃維院士團隊、南京工業(yè)大學(xué)教授陳永華團隊的努力下，成功用一種多功能“離子液體”作溶劑替代傳統(tǒng)有毒有機溶劑制備鈣鈦礦光伏材料，最終成品轉(zhuǎn)換效率達到了24．1％，跟目前領(lǐng)先的硅基太陽能電池保持在同一水平。

在長時間的觀察和記錄后，發(fā)現(xiàn)其在未封裝，且在85 ℃持續(xù)加熱和持續(xù)光照下500小時的條件下，依然能保持其初始效率的80％和90％，表現(xiàn)非常優(yōu)異。

由此可見，國內(nèi)外很多科研團隊都在致力于鈣鈦礦電池的研究，不過主要集中在電池的穩(wěn)定性方面，尺寸上還是受到了一定的限制。

本次極電光能的突破，在于其不僅是鈣鈦礦電池，而是鈣鈦礦組件轉(zhuǎn)換效率達到了20．5％，與目前轉(zhuǎn)換效率最高的晶硅太陽能電池差距并不大，且尺寸達到了63．98平方厘米，距離商業(yè)化量產(chǎn)也更近了一步。

長城汽車的新能源布局

資料顯示，極電光能成立于2020年4月13日，法定代表人為楊紅新，經(jīng)營范圍涉及太陽能發(fā)電技術(shù)服務(wù)等?？雌饋磔^為普通的公司，是如何在不到一年時間里，就拿出了讓業(yè)內(nèi)震驚的成果呢？

這就要從極電光能背后的控股公司開始說起。據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，極電光能是保定市長城控股集團有限公司（下稱“長城控股”）旗下全資孫公司，通過保定市瑞茂企業(yè)管理咨詢有限公司進行控股。

長城控股則是我們非常熟悉的汽車制造商，旗下?lián)碛泄ァEY、歐拉和長城皮卡四個整車品牌，任何一個品牌在各自細分領(lǐng)域都有一定地位。

圖片來源企查查

此外，保定市瑞茂企業(yè)管理咨詢有限公司還有未勢能源科技有限公司和蜂巢能源科技有限公司兩個子公司，分別屬于氫能和動力電池企業(yè)。

由此可以發(fā)現(xiàn)，長城控股在燃油車領(lǐng)域取得了卓越的成績之后，還大力在新能源領(lǐng)域展開布局。并分別在氫能、光伏和動力電池三個領(lǐng)域同時入手，沒有做選擇題。

車企的“光伏之戰(zhàn)”

在“碳中和”的目標之下，車企“換道”新能源已是行業(yè)共識，光伏也是車企重點發(fā)展領(lǐng)域。美國三大汽車制造商之一的通用汽車，早在2011年就已進軍光伏；特斯拉在2016年進入光伏市場，旗下的太陽能屋頂和Powerwall電池系統(tǒng)在近期發(fā)生的美國德州斷電事故中名聲大噪。

國內(nèi)，在光伏領(lǐng)域取得突出表現(xiàn)的車企，除了前文提到的長城，還有我們非常熟悉的比亞迪，旗下的光伏產(chǎn)品還是主流的晶硅太陽能電池，早已上市銷售多年，雖然不及隆基股份、晶科能源等龍頭企業(yè)，也有一定的市場地位。

圖片來源Greener

據(jù)能源研究機構(gòu)Greener公布的數(shù)據(jù)顯示，2020年巴西光伏組件進口量排名統(tǒng)計中，比亞迪排名第五，力壓隆基和晶澳科技等龍頭企業(yè)，可見其在海外市場的受歡迎程度。此外，比亞迪在動力電池上的造詣也蜚聲海外。

比亞迪和長城汽車，兩者都是我國知名車企，在汽車領(lǐng)域是各有特色，也為中國汽車工業(yè)發(fā)展作出了突出貢獻。這次在光伏領(lǐng)域狹路相逢，又是誰將作出更大貢獻呢？